如何不适用任何额外空间,交换两个数的值

在初接触编程的时候大家都知道要交换两个变量的值,必须要使用一个新的变量来作为中间变量。今天在看操作系统的时候发现了原来还可以不使用中间变量一样可以交换两个数的值。代码如下:

#include<stdio.h>
void swap(int *a , int *b){
    *a = *a ^ *b;
    *b = *a ^ *b;
    *a = *a ^ *b;
}
int main(){

    int a = 3,b = 4;
    swap(&a,&b);
    printf("%d %d",a,b);

}

这个不使用中间变量交换两个数的值的方法中使用了异或这个为运算,我们都知道一个数异或上他的本身就会把每一位置零。在上面的交换两个数的函数中,首先将a和b异或并将得到的值赋给a,此时的a的值就是a^b,记做a1。然后将此时的a1和b进行异或再将值赋给b。

b = a1 ^ b;
b = a ^ b ^b;
b = a ^ 0;
任意数异或上0都会得到本身
b = a;

此时的b的值已将变成了a,我们将此时的b记做b1。最后将得到的b1再和a1异或,将值赋给a

a1 = a1 ^ b1;
a1 = a ^ b ^ a;
a1 = b;

最终a和b没有使用任何的额外变量就完成了两个数的交换。
emmm最后说一点,这里只是表面上的没有使用任何的额外空间。但是用于在这个地方额外使用了三次异或运算。所以在时间上有可能会比使用中间变量来进行交换会慢一些。还没有进行测试所以此时还没有准确的数据。后面进行了测试再更新

#include<stdio.h>
void swap(int *a , int *b){
    *a = *a ^ *b;
    *b = *a ^ *b;
    *a = *a ^ *b;
}
int main(){

    int a = 3,b = 4;
    int count = 10000000;
    while(count--)
    swap(&a,&b);


}

这是使用异或运算的交换时间

#include<stdio.h>
void swap(int *a , int *b){
  int temp = *a;
        *a = *b;
        *b = temp;
}
int main(){

    int a = 3,b = 4;
    int count = 10000000;
    while(count--)
    swap(&a,&b);


}

这是使用中间变量的交换时间
使用异或运算来交换两个数的值,从实验结果来看并没有对性能有任何优化,甚至还对性能有一定坏的影响。所以还是安心用中间变量来交换两个数的值吧。除非是有的编程对于空间的要求十分严格的时候,才会用到这个异或来交换两个数的值

### 回答1: 使用个变量交换的方法有很多种,这里介绍种方法: 1. 使用加法和减法: ``` a = a + b; b = a - b; a = a - b; ``` 2. 使用位运算: ``` a = a ^ b; b = a ^ b; a = a ^ b; ``` 请注意,如果你的变量是一个非整数,请使用第一种方法。 ### 回答2: 在使用第三个变量的情况下交换个变量的,可以通过数学运算和位运算来实现。 1. 使用数学运算:假设有个变量a和b,初始分别为a0和b0。交换它们的的思路是将a的赋给b,再将b的赋给a。 a = a + b b = a - b a = a - b 通过数学运算,a和b的被成功交换。 2. 使用位运算:假设有个变量a和b,初始分别为a0和b0。交换它们的的思路是将a与b进行异或操作次,即(a^b)^b,这样就可以得到a的。然后再通过a与b进行异或操作,即(a^b)^a,得到b的。 a = a ^ b b = (a ^ b) ^ b a = (a ^ b) ^ a 通过位运算,a和b的成功地交换了。 这种交换的方法需要使用额外的存储空间,且适用于多种数据类型,但需要注意的是,在使用位运算时,需要确保a和b的类型是相同的。 ### 回答3: 在使用第三个变量的情况下,可以通过数学运算来交换个变量的。 假设有个变量a和b,初始分别为a0和b0。要交换个变量的,可以按照以下步骤进行操作: 1. 将变量a的与变量b相加并赋给变量a:a = a + b 此时,变量a的为a0 + b0。 2. 将原始变量a的与变量b的初始b0相减,并赋给变量b:b = a - b0 此时,变量b的为a0 + b0 - b0,即为原始变量a的。 3. 将原始变量b的初始b0赋给变量a:a = b0 此时,变量a的为原始变量b的。 通过以上步骤,变量a和变量b的已经交换完成。这是因为在计算过程中,变量a的已经累加了变量b的,所以在第三步将原始的变量b的初始赋给变量a时,相当于将原始的变量b的赋给了变量a,而变量b则获得了变量a的原始
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